Показателями прочности

Пусть (М) и (Mi) — две однородные среды с абсолютными показателями преломления п и л1? разделенные поверхностью S. Если световой луч переходит из первой среды во вторую, то первый закон сохраняется и

Таким образом, поскольку первоначально изотропный материал модели под действием напряжений становится анизотропным и получает свойство двойного лучепреломления, а направления главных напряжений совпадают с главными осями оптической симметрии, то можно связать величины главных напряжений с главными показателями преломления nlt л2 и п3. Заметим, что в каждой точке анизотропной среды оптические свойства могут быть выражены с помощью эллипсоида показателей преломления с полуосями, равными главным показателям преломления среды % < я2 < п3. Искомая связь может быть представлена для объемного напряженного состояния уравнениями Максвелла

(максимальное), п^ (минимальное) и пс (промежуточное), соответствующие главным осям оптической симметрии ОА, 0В и ОС, называют главными показателями преломления. Плоскости АОВ, БОС и СО А называют главными плоскостями оптической симметрии. Эти понятия аналогичны соответствующим понятиям, характеризующим напряжения и деформации в точке.

Чтобы продолжить аналогию между напряженным состоянием и показателями преломления в точке, рассмотрим снова эллипсоид показателей преломления (см. фиг. 1.12). Общая зависимость между двойным лучепреломлением и напряжениями применима не только к лучу света, распространяющемуся в срезе вдоль главной оси, но также и к произвольному лучу ON, который раскладывается на две плоскополяризованные составляющие. Плоскости их колебаний совпадают с полуосями эллиптического сечения эллипсоида, перпендикулярного ON. Нафиг. 1.12 этиполуо-си OD и ОЕ совпадают с наибольшим и наименьшим диаметрами эллипса в плоскости сечения, перпендикулярного ON, но не являются экстремальными диаметрами эллипсоида.

Оптические свойства в каждой точке О анизотропной среды (модели) выражаются эллипсоидом показателей преломления (эллипсоид Френеля) (фиг. 180) с полуосями, равными главным показателям преломления Л1<л2<я3 среды. Если световая монохроматическая волна направлена по N, то она распространяется в виде двух плоско поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях волн с показателями преломления я7 и пп, равными полуосям OI и ОН эллипса, получаемого при сечении эллипсоида в точке О плоскостью, нормальной к /V; направления О1 и ОН являются направлениями колебаний

Большинство прозрачных материалов, первоначально изотропных, под действием деформации или напряжений становится дву-преломляющим (оптически активные материалы, явление искусственной анизотропии [2]). В обычно используемых материалах, при напряжениях в пределах пропорциональности, направления главных напряжений совпадают с главными осями оптической симметрии и величины главных напряжений aj, o2, a3 линейно связаны с главными показателями преломления п\, г\ъ Яд следующими зависимостями [2, 26].

Известны многие работы, в которых выполнены расчеты коэффициентов ослабления на основании формул, полученных Ми для сферических частиц различных размеров с разными комплексными показателями преломления. Наиболее обстоятельны таблицы Кроми, в которых приведены коэффициенты рассеяния и ослабления для частиц с такими комплексными показателями преломления, в которых действительная часть не меньше мнимой. Однако для металлических частиц соотношение мнимой и действительной частей противоположное, поэтому для них эти таблицы неприменимы.

Для материалов ЭД6-М и ОНС (см. табл. 11) применяют иммерсионные жидкости с показателями преломления, соответственно, 1,57 и 1,49. Состав жидкости для ЭД6-М и для ОНС в объемных частях: а-монобромнафталин 100 и вазелиновое масло 85 и соответственно 10 и 100.

В книге изложены основные сведения об эмиссионных свойствах топочных сред, образующихся при сжигании твердых, жидких и газообразных топлив. Рассмотрены методы расчета теплового излучения пламени и запыленных газовых потоков в котельных агрегатах. Приведены таблицы коэффициентов рассеяния и поглощения для частиц с различными комплексными показателями преломления в широкой области значений параметра дифракции. Книга предназначена для инженеров, занятых проектированием котельных агрегатов, научных работников и студентов теплотехнических специальностей вузов.

Многочисленными исследованиями [2] установлено, что в каждой точке напряженной модели направления главных напряжений (деформаций) совпадают с главными осями оптической симметрии и величины главных напряжений аь а2, а3 линейно связаны с главными показателями преломления следующими зависимостями, называемыми уравнениями Максвелла:

причем падающий и преломленный лучи лежат в одной плоскости с нормалью к преломляющей поверхности в точке падения луча. Величина п — показатель преломления, зависящий от оптических свойств тел, находящихся по обе стороны от границы раздела. Если падающий луч находится в пустоте, то показатель преломления называется абсолютным, Если он проходит через какое-либо вещество, то показатель преломления называется относительным. Между абсолютными показателями преломления двух сред п\пп2 и их относительными показателями преломления существует связь:

Электромобили применяются постоянно в ограниченных масштабах на внутригородских мелкопорционных перевозках грузов. Это может быть оправдано по соображениям экологии и экономии, так как стоимость заправки бензином превосходит стоимость зарядки электроэнергией транспортного средства при одинаковом пробеге в 2 ... 5 раз. Сдерживает применение электромобилей отсутствие энергоемких и дешевых аккумуляторных батарей. Кроме того, при проектировании электромобилей берутся за основу или неоправданно копируются обычные автомобили универсального назначения с завышенными относительно к условиям городской эксплуатации показателями прочности, проходимости, а значит металлоемкости и стоимости. В целом электромобили нетоксичны, но при зарядке кислотных свинцовых аккумуляторных батарей выделяется газ, в состав которого входят соединения мышьяка. Их концентрация мала, но токсичность высока. При расширении масштабов применения электромобилей это может стать не менее важной самостоятельной проблемой.

Величина вытяжки зависит от материала, вида термообработки, характера нагружсния и рабочей температуры. Вытяжка при циклическом нагруженин больше, чем при статическом. Прямой зависимости между ползучестью и показателями прочности материала не наблюдается.

ют высокой вязкостью при низких температурах. Они относятся к низколегированным, но отличаются от котельных повышенным содержанием легирующих элементов и более высокими (на 15—35 %) показателями прочности.

Оборудование нефтяной и газовой промышленности эксплуатируется в чрезвычайно тяжелых условиях. Долговечность и надежность работы оборудования во многом зависят от технико-экономической характеристики применяемых конструкционных материалов. К ним предъявляются очень высокие требования: они должны обладать определенным комплексом прочностных и пластических свойств, сохраняющихся в широком интервале температур; хорошими технологическими свойствами, не должны быть дефицитными и дорогими. Во многих случаях предъявляются высокие требования к коррозионной стойкости материала, особенно к специфическим видам разрушения — водородному охрупчиванию, коррозионному растрескиванию, межкристаллитной коррозии и др. Важное значение при выборе конструкционных материалов имеют металлоемкость и масса оборудования. Многие нефтяные и газовые месторождения расположены в отдаленных и труднодоступных районах, во многих районах намечается тенденция увеличения глубины скважин. В связи с этим весьма перспективно использование конструкционных материалов с высокими удельной прочностью, плотностью, коррозионной стойкостью и отвечающих также другим требованиям. К таким материалам относятся прежде всего алюминиевые сплавы, получающие все более широкое применение в нефтяной и газовой промышленности, неметаллические материалы, титан и его сплавы. Эти материалы могут быть использованы также в виде покрытий, что позволяет значительно расширить диапазон свойств конструкционных материалов и увеличить долговечность оборудования. Конструкционный материал должен обладать высокими показателями прочности — времен-

Для титанового сплава ВТ1-0, который в хлорсодержащей среде является более коррозионно-стойким материалом, чем сталь 40ХН и алюминиевый сплав Д16-Т, не наблюдается снижения усталостной прочности, а предел выносливости даже несколько повышается. Для стали 40ХН и алюминиевого сплава Д16-Т в модельной среде бурового раствора наблюдается снижение усталостной прочности в 6,5 и в 2 раза соответственно. Применение высокопрочных нецементуемых сталей с высокими показателями прочности и пластичности позволяет повысить предел коррозионной усталости. Такие свойства можно достигнуть, снижая граничное содержание углерода в а-твердом растворе легированием карбид-образующими элементами (Ti, V, Mb и др.), упрочняющими феррит мелкодис-

ют высокой вязкостью при низких температурах. Они относятся к низколегированным, но отличаются от котельных повышенным содержанием легирующих элементов и более высокими (на 15—35 %) показателями прочности.

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЧУГУН — чугун с повышенными показателями прочности. Получают гл. обр. модифицированием структуры чугуна присадками магния, кальция, церия и др. элементов. Высокая прочность обеспечивается благодаря шаровидной форме графита, а не пластинчатой, как в обычном сером чугуне. В. ч. применяют вместо стали для изготовления коленчатых валов, шестерён, шатунов, муфт и др. деталей ответств. назначения, а также вместо ковкого чугуна — для изготовления задних мостов автомобилей, ступиц, картеров, фит-тингов. Применение В. ч. позволяет снизить массу литых заготовок примерно вдвое по сравнению с массой заготовок из ковкого чугуна.

Центральным вопросом в поиске оптимальной структуры сплава является связь его механических свойств со структурными параметрами. Исследования корреляций между деталями структуры и отдельными показателями механических свойств различных сплавов претерпели ряд периодов, связанных с появлением новых представлений о макро-, микро- и субмикроструктуре, с одной стороны, и о статической, динамической усталостной и длительной прочности — с другой. Долгое время предметом изучения было установление зависимостей между размером зерна, межпластиночным расстоянием в перлите и главными показателями прочности, определяемыми при статических испытаниях,— пределом текучести и временным сопротивлением (пределом прочности). Как известно, большим достижением на этом этапе исследований явилось соотношение Петча — Холла:

дающие высокой коррозионной стойкостью, сочетающейся с чрезвычайно высокими показателями прочности (модуль упругости при изгибе составляет 52 000 кгс/мм2, прочность 84,37 кгс/мм2), могут быть использованы для следующих целей: 1) упрочнения отдельных участков, подверженных воздействию местных напряжений; 2) изготовления небольших полос, расположенных на определенном расстоянии на большой поверхности во избежание возникновения вибрации; 3) придания особой коррозионной и абразивной стойкости, а также стойкости к растрескиванию и образованию волосяных трещин под воздействием циклического изменения температуры и давления взамен защитного слоя из стекла S (толщиной 0,254—0,381 мм); 4) использования в качестве электропроводящей облицовки; 5) обеспечения хороших эксплуатационных характеристик при температурах 177—204° С.

ной стадии исследований показало, что стеклопластики на основе сополимера полистирола и акрилонитрила обладают наилучшими показателями прочности при изгибе, жесткости и стабильности размеров. Владельцы зала «Вестингауз» получили вентилятор с лучшими эксплуатационными характеристиками, бесшумный в работе, при этом его стоимость не увеличилась. Одной из самых больших деталей, изготовленных прессованием из листовых формовочных материалов с малой усадкой, является поддон основания, спрессованный фирмой Premix Inc., для отделения Duo—Therm фирмы Motor Wheel Corp. (La Grande, Ind). Это одна из основных конструкционных деталей установки для кондиционирования воздуха «XZ, Сюприм» прогулочного автомобиля. Поддон основания выдерживает массу кондиционера, на нем размещены крепежные приспособле-

Кроме того, данные выражения имеют определенные ограничения при неразрушающем контроле прочностных характеристик анизотропных композиционных материалов, так как позволяют определять показатели прочности только вдоль главных осей анизотропии, точность определения характеристик недостаточно высока в связи с низкой точностью определения коэффициента затухания (3.5), (3.6) или трудоемкостью определения Ng, ala и Л в формуле (3.7). В настоящее время проводятся интенсивные исследования в ряде организаций по неразрушающему контролю прочностных характеристик изделий и конструкций по параметрам предварительного нагружения. Наибольший интерес представляют методы, основанные на установлении взаимосвязи величин максимальных предельных деформаций, параметров акустической эмиссии и гидравлических параметров нагружения с показателями прочности изделий. Практическое применение эти методы получили при контроле прочности цилиндрических оболочек, подвергаемых внутреннему гидростатическому нагружению.